刀架体的加工工艺规程及夹具设计【工艺装备】

0目录第一部分工艺设计说明书31零件图工艺性分析311零件功能作用分析312零件技术条件分析313零件结构工艺性分析42毛坯选择421毛坯类型422毛坯余量确定523毛坯综合图63机加工工艺路线确定731加工方法确定732加工顺序的安排1033定位基准选择1234加工阶段的划分说明1435各工序工序简图154工序尺寸及其公差的确定1741基准重合时工序尺寸确定1842基准不重合时工序尺寸确定215设备及其工艺装备确定2251设备的选择2252量具的选择2353刀具的选择2354夹具的选择246切削用量及工时定额确定2461切削用量2462时间定额257工艺设计总结29第二部分第08号工序夹具设计说明书311工序尺寸精度分析312定位方案确定3113定位元件确定314定位误差分析计算325夹紧方案及定位元件确定336夹具总装图34第三部分刀具选择说明书361工序尺寸精度分析362刀具类型确定3921常用的刀具类型3922刀具材料确定3923刀具参数选择3924刀具卡40第四部分塞规设计说明书421工序尺寸精度分析422量具类型确定423塞规尺寸公差确定434塞规尺寸公差带图435塞规结构设计44第五部分数控编程设计说明书461零件造型462数控加工工艺性分析463走刀路线的确定463刀具及切削用量的选择494编程原点的确定及数值计算495程序编写及程序说明50第六部分毕业设计体会54第七部分参考资料55数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇2第一部分工艺设计说明书1零件图工艺性分析11零件功能作用分析零件的名称为刀架体，属于支撑体类零件。支架类零件包括各种拨叉、连杆、摇杆、支架、支座等此类零件多数由铸造制成毛坯，经机械加工而成。结构大都比较复杂，一般分为支承部分工作部分和连接安装部分。该零件图中的螺纹孔起连接作用，U型槽起连接作用。12零件技术条件分析1尺寸精度、表面粗糙度表11零件图分析零件尺寸尺寸精度等级表面粗糙度（RA）60H7708M10H7公称直径10，尺寸精度7级32820H77164M6H6公称直径6，尺寸精度6级162M16H7公称直径16，尺寸精度7级32底面直沟槽18H77162位置精度图11位置精度分析该零件图中，1，5孔距离左边缘各为15MM，4，8孔距离右边缘各为15MM；1，4，5，8孔距中心线纵向距离为815MM；2，3孔中心距为49MM，2，3孔距中心线纵向距离为76MM。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇313零件结构工艺性分析该零件图为刀架体，材料为HT200，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。主要有孔、台阶面、直沟槽、U型槽、沉头孔、螺纹孔、型腔等组成，结构对称分布。其主要加工部分为820孔、台阶面、U型槽、直沟槽、右侧45倒角。结构简单，工艺性较好,孔的精度较高。2毛坯选择21毛坯类型在零件加工之前要选择和零件相匹配的毛坯，所有的毛坯的类型有以下四大类（锻件、铸件、焊接件、型材）现简要介绍一下。（1）铸件铸件形状复杂或尺寸较大的毛坯宜采用铸造方法，铸件的材料一般为铸铁（常用的有灰口铸铁、可锻铸铁铸、球墨铸铁）钢、铜及铝合金，其中以灰口铸铁和铸钢最常用。目前生产中以砂型铸造为主，在精度要求和生产效率较高的场合可采用金属型铸造和压力铸造，对于一些尺寸较小、精度要求较高的特殊形状可采用熔模铸造、离心铸造等特种铸造。（2）锻件加工余量小、精度高性能好的毛坯宜采用锻造方法，锻件的材料一般为碳钢及合金钢。常用的铸造方法有自由锻和模锻。自由锻件精度低，加工余量大，生产效率低，适用于单件小生产及大型锻件；模锻精度高加工余量小，生产效率高，适用于产量较大的中小型锻件。（3）型材型材型材有热轧和冷轧两类。热轧型材尺寸较大、精度较低，多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸较小、精度较高，多用于精度要生产求高的中小型零件。（4）焊接件焊接件焊接件通过电焊、气焊、等焊接等焊接方式制造毛坯。焊接件会造成零件的变形和切削加工困难，通常需需通过时效热处理解决，一般用于大型零件的单件小批生产中。毛坯种类的确定是与零件的结构性状，尺寸大小，材料力学性能和零件的生产类型直接相关的，另外，还和毛坯的具体生产条件相关。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇4表12毛坯类型的选择应用范围牌号硬度HB工作条件用途举例HT1001701负荷较低2磨损无关重要3变形很小盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架、坐板、重锤等形状简单、不重要的零件，这些铸件通常不经试验即被采用，一般不需要加工，或者只需经过简单的机械加工。HT1501502001承受中等载荷的零件2摩擦面间的压力490KPA1一般机械制造中的铸件，如支柱、坐板、齿轮箱、刀架、轴承滑座、工作台，齿面不加工的齿轮和链轮，汽车、拖拉机的进气管、液压泵进油管等；2薄壁（重量不大）零件，工作压力不大的管子配件，以及厚壁30MM的耐磨轴套等；3圆周速度为612M/S的带轮以及其他符合左列工作条件的零件。HT2001702201承受较大负荷的零件2摩擦面间的压力490KPA大于10T的大型铸件1470KPA或需经表面淬火的零件3要求保持气密性以及韧性的零件1一般机械制造中较为重要的铸件，如气缸、齿轮、链轮、衬套、金属切削机床床身、飞轮等2汽车，拖拉机是我汽缸体、汽缸盖、活塞、联轴器盘、飞轮、离合器外壳、分离器本体、左右半轴壳等3承受784KPA以下中等压力的液压缸、泵体、阀体等汽油机和柴油机的活塞环；4圆周速度为1220M/S的带轮以及其他符合左列工作条件的零件；该零件材料确定毛坯为灰铸铁，生产类型为中批量，可采用砂型机器造型毛坯。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。22毛坯余量确定查机械制造工艺设计简明手册表225铸件机械加工余量等级可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为E级，故CT10级，MA为E级。用查表法确定各加工表面的总余量。查表如下数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇5表13毛坯各加工表面的余量基本尺寸加工余量（单侧MM）毛坯尺寸尺寸公差94259916200252052210252152602555143825331360355651416025165223毛坯综合图我们在确定零件毛坯时应首先根据零件用途确定毛坯类型；其次根据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法；再次根据手册查定表面加工余量及余量公差；最后根据以上的情况绘零件毛坯综合图。零件毛坯综合图一般包括以下内容铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其他有关技术要求等。零件毛坯综合图上技术条件一般包括下列内容。1合金牌号。2铸造方法。3铸造的精度等级。4未注明的铸造斜度及圆角半径。5铸件的检验等级。6铸件综合技术条件。7铸件交货状态。如允许浇冒口残根大小等。8铸件是否进行气压或液压试验。9热处理硬度。1下面分别以铸件及锻件为例来介绍零件毛坯综合图的具体绘制方法。铸件的零件毛坯综合图铸件的零件毛坯综合图绘制方法是着重表示零件的总体外形和主要加工面在简化细节回执零件图的基础上绘制零件毛坯综合图。把加工余量叠加在相应的加工表面上，此表面铸件轮廓用黑色或红色粗实线表示，加工余量部分打成交叉与水平线成45的细实线零件毛坯综合图中标注铸件的基本尺寸及上下偏差、加工余量及铸造圆角等；起模斜度和其他技术要求中。为了使零件数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇6毛坯综合图绘制简单些，在加工表面上叠加加工余量部位可以不画出起模斜度。锻件的零件毛坯综合图锻件的零件毛坯综合绘制图的方法是锻件的外形用粗实线表示，零件的外形在简化细节的基础上用双点划线表示假象投影轮廓，标注锻件基本尺寸及偏差，零件基本尺寸可注在锻件尺寸线下面用括号上，画出锻件内外圆角，为了画图简单，起模角可以不画。技术要求中包括零件的材料、硬度、锻后热处理、未注明的圆角半径R5,起模角为020。2毛坯简图图12毛坯图3机加工工艺路线确定31加工方法确定1表面加工方法的选择为了正确选择加工方法，应了解各种加工方法的特点和掌握加工经济精度及经济粗糙度的概念。加工经济精度是指在正常的加工条件下采用符合质量标准的设备、工艺装备及标准技术等级的工人，以最有利的时间消耗所能达到的加工精度或表面粗糙度。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇7表14孔加工方法序号加工方法经济精度（公差等级）经济粗糙度RA/UM适用范围1钻IT11131252钻铰IT81016633钻粗铰精铰IT780816加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，可用于加工有色金属。孔径小于1520MM4钻扩IT1011631255钻扩铰IT8916326钻扩粗铰精铰IT708167钻扩机铰手铰IT670204加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，可用于加工有色金属。孔径大于1520MM8钻扩拉IT790116大批量生产，精度由拉刀的精度而定9粗镗（或扩孔）IT11136312510粗镗（粗扩）半精镗（精扩）IT910163211粗镗（粗扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT78081612粗镗（粗扩）半精镗（精扩）精镗浮动镗刀精镗IT670408除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔13粗镗（扩）半精镗磨孔IT78020814粗镗（扩）半精镗粗磨孔精磨孔IT670102主要用于淬火钢，也可用为淬火钢，但不宜用于有色金属15粗镗半精镗精镗精细镗（金钢镗）IT67005040用于要求较高的有色金属加工16钻（扩）粗铰精铰珩磨钻（扩）拉珩磨粗镗半精镗精镗珩磨IT6700250200精度要求很高的孔17钻（扩）粗铰精铰珩磨钻（扩）拉珩磨粗镗半精镗精镗珩磨IT5600060100表15平面加工方法序号加工方法经济精度（公差等级）经济粗糙度RA/UM适用范围1粗车IT11131255002粗车半精车IT81032633粗车半精车精车IT7808164粗车半精车磨削IT680208端面数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇85粗刨（或粗铣）IT1113632506粗刨（或粗铣）精刨（精铣）IT8101663一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较小）7粗刨（或粗铣）精刨（精铣）刮研IT6701088粗刨（或粗铣）精刨（精铣）宽刃精刨IT70208精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时应采用宽刃方案精刨9粗刨（或粗铣）精刨（精铣）磨削IT7020810粗刨（或粗铣）精刨（精铣）粗磨精磨IT6700250400精度要求较高的淬硬平面或不淬硬平面11粗铣拉削IT790208大量生产，较小的平面，精度视拉刀精度决定12粗铣精铣磨削研磨IT5以上00060100高精度平面2选择加工方法时需考虑的主要因素1工件的加工精度、表面粗糙度和其他技术要求。在分析研究零件图的基础上，根据各加工表面的加工质量要求，选择合适的加工方法。一般可以通过查表或按经验来确定，有时还根据十几情况进行工艺验证。2工件材料的性质。例如，淬火钢的精加工常用磨削；有色金属的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，则要用高速精细车（金刚车）或精细镗（金刚镗）。3工件的形状尺寸。例如对于加工精度为IT7级、表面粗糙度为尺RA16M的孔采用镗、铰、拉或磨削等都可以；但对于箱体上同样要求的孔，常用镗孔（大孔）或铰孔（小孔），一般不采用拉削或磨削。4结合生产类型考虑生产效率和经济性。选择加工方法应与生产类型型相适应。例如平面和孔的加工，在大批量生产中可以采用效率的拉削加工；单件小批生产时则采用刨、铣平面和钻、扩、铰孔。同时大批量生产中可以采用精密毛坯，从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工量。例如用粉末冶金制造油泵齿轮；用熔模浇铸制造柴油机上的小零件。5根据现有生产条件因地制宜。选择加工方法时应首先考虑充分利用本场现有的设备，挖掘企业潜力、发挥工人的积极性和创造性。表16该零件的各表面加工方法序号加工表面加工方法经济精度公差等级经济粗糙度RA/UM1上表面凸台1002109粗铣精铣IT8162上表面台阶面粗铣精铣IT8163左右两侧面沟槽，及两侧面45倒角，圆弧粗铣半精铣IT1063数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇9428底孔中心钻钻扩孔钻IT1011631255侧面38沉头孔粗镗半精镗IT91016326底面18H7直沟槽粗铣半精铣精铣IT81016637底面200762直沟槽粗铣半精铣IT10638820孔中心钻钻粗铰精铰IT70816960H7粗镗半精镗精镗IT78081610M10H7中心钻钻铰攻螺纹IT8101663114M6H6中心钻钻粗铰精铰攻螺纹IT70816124U型槽粗铣半精铣精铣IT81613两侧面粗铣半精铣IT1063142M16H7中心钻钻铰攻螺纹IT810166315底平面粗铣半精铣IT106332加工顺序的安排工件各表面的加工顺序，除依据加工阶段的划分外还应分别考虑以下因素1机械加工工序的安排1先基面后其他表面。零件加工时，定位基准的精确与否，将直接影响零件的加工精度。所以零件一般在起始几道工序先进行精基准表面的加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。零件上主要表面在精加工之前，一般还必须安排对精基准进行修整，以进一步提高定位精度。若基准不统一，则应以按基准转换顺序逐步提高精度的原则安排基准面的加工。2先粗后精根据零件加工阶段划分的原则和依据，先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工或光整加工。3先主后次先考虑和安排主要表面的加工，再将次要表面的加工适当穿插在其前后。主要表面一般为装配表面、工作表面和定位基面等主要表面，其加工精度和表面质量要求都比较高。次要表面包括键槽、紧固用的光孔或螺纹孔等，由于其加工余量较少，而且又和主要表面有位置精度要求，因此一般应放在主要表面半精加工结束后，最后精加工或光整加工之前完成。4先面后孔先加工平面，再以平面定位加工孔，能保证平面和孔的相互位置精度。另外，由于先加工好平面，能防止孔加工时刀具引偏，使刀具的初始工作条件得到改善。5先大后小数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇10先加工余量较大的表面，再加工余量较小的表面。2热处理工序的安排热处理的目的是提高材料的力学性能、消除毛胚制造及加工过程中的内应力、改善材料的切削加工性能。根据目的不同，可以分为预备热处理和最终热处理工序。1预备热处理一般安排在机械加工前后，主要目的是改善零件的切削加工性能，消除毛坯制造和粗加工切削产生的内应力，并为最终热处理做好金相组织准备。常用的预备热处理有退火、正火、时效和调制等。为了使零件获得良好的综合力学性能，并为最终热处理做好准备，可以在零件粗加工后安排调制热处理，即淬火加高温回火，得到组织细致、均匀的回火索氏体，以减小后续淬火或氧化热处理工序的变形。调制有时也作为硬度和耐磨性要求不高的零件的最终热处理。对于形状的铸铁件、锻件及焊接件，常在粗加工之前进行人工时效或去应力退火，以消除毛坯的内应力。另外，对一些刚性差的精密零件，为消除切削加工中产生的内应力，可以在各工序间多次安排时效热处理。2最终热处理最终热处理的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，一般包括淬火、回火及表面热处理（表面淬火、渗碳淬火、氧化处理、碳氧共渗）等，它应安排在精加工前后。为消除淬火内应力，或满足零件的特殊要求，可安排低温或中温回火。3辅助工序的安排辅助工序包括检验、去毛刺、倒角、退磁、清洗、防锈等。除每道工序结束操作者自检外，还必须在下列情况下安排单独的检验工序；1粗加工阶段结束后。2工序前后。3转换车间的前后，特别是热处理工序前后。4零件全部加工结束之后。数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生问题。因此，再熟悉整个加工工艺的同时，要清楚数控加工与普通加工工序各自的技术要求、加工目的和特点。综合分析，该零件的加工顺序为方案一1粗铣半精铣底面；2粗铣底面76200沟槽和18H7沟槽半精铣精铣18H7沟槽；中心钻钻底面2M6H6螺纹孔的预制孔钻粗铰精铰攻螺纹；粗铣4U形槽半精铣精铣；3粗铣两侧面半精铣；数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇114粗铣上表面凸台和台阶半精铣；粗铣上表面1521015直沟槽半精铣；5粗镗60H7孔半精镗精镗；中心钻钻820孔的预制孔钻粗铰精铰；中心钻钻28孔的预制孔钻（通孔）扩孔钻；6中心钻钻上表面2M6H6螺纹孔的预制孔钻粗铰精铰攻螺纹；中心钻钻M10H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；7粗铣两侧面沟槽和右侧面45倒角与圆弧半精铣；中心钻钻侧面28孔的预制孔钻扩孔钻；粗镗侧面38沉头孔半精镗；中心钻钻2M16H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；方案二1粗铣底平面；2粗铣两侧面半精铣；3以右侧面为基准，粗铣半精铣左侧面沟槽及侧面45倒角与圆弧，中心钻钻侧面28孔的预制孔钻（通孔）扩孔钻，粗镗侧面38沉头孔半精镗，中心钻钻左侧面M16H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；4以左侧面为基准，粗铣半精铣右侧面沟槽及侧面45倒角与圆弧，粗镗侧面38沉头孔半精镗，中心钻钻右侧面M16H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；5以底平面为精基准，粗铣精铣上表面1002109凸台，中心钻钻28孔的预制孔钻（通孔）扩孔钻；6以上表面和孔定位，半精铣底平面，粗铣底面76200沟槽和18H7沟槽半精铣精铣18H7沟槽；中心钻钻底面2M6H6螺纹孔的预制孔钻粗铰精铰攻螺纹；7粗铣4U形槽半精铣精铣；8以4U形槽和底平面定位，粗铣上表面1521015键槽半精铣；粗铣精铣上表面台阶面，中心钻钻820孔的预制孔钻粗铰精铰，粗镗60H7孔半精镗精镗；中心钻钻上表面2M6H6螺纹孔的预制孔钻粗铰精铰攻螺纹；中心钻钻M10H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；方案一工序集中，基准统一，加工结束释放应力，易变形。但该零件图中孔的位置精度较高，难以保证；方案二遵循先基面后其他，先粗后精，先面后孔的机械加工工序的安排，加工过程释放应力，零件不易变形，定位精度高，有效保证孔的位置精度，所以选择方案二作为该零件的加工顺序。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇1233定位基准选择1基准及其分类基准是零件上用来确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准功能不同，分为设计基准和工艺基准。1设计基准它是在零件设计图纸上用来确定其他点、线、的位置基准面。2工艺基准它是在工艺过程中所采用的基准。包括以下基准。工序基准它是在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。定位基准它是在加工中用于工件定位的基准。测量基准它是测量工件的形状、位置和尺寸误差是采用的基准。装配基准它是在机器装配时，用来确定林会见货部件在产品中的相对位置所采用的基准。2定位基准的选择在机械加工过程中的开始，只能用未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为静基准。有时为了满足工艺需要，在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准，如工艺台工艺孔等。根据工件加工的工艺过程，下面分别阐述粗、精基准选择的基本原则。（1）粗基准的选择粗基准的选择主要考虑到加工表面与不加工表面之间的位置要求、各加工表面加工余量的合理分配以及定位精度和装夹的可靠性。因此，在选择粗基准时一般要遵循下列原则为了保证加工面和不加工面之间的相互位置要求、一般选择不加工面为粗基准。粗基准的选择应考虑合理分配各加工表面的加工余量。为了保证加工面有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。为保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工表面为粗基准。对具有较多加工表面的零件，粗基准选择应使零件各加工表面总的金属切除量最少，故应选择零件上加工面积较大，形状比较复杂的表面为粗基准。粗基准应避免重复使用。粗基准精度低、表面粗糙，重复使用会造成较大的定位误差，从而引起相应加工表面问出现较大的位置误差，因此在同一尺寸方向上一般只允许使用一次。但在毛坯精度高，且不影响本工序加工精度和本工序表面与以加工表面相互位置精度的前提下，粗基准可适当重复使用。作为粗基准的表面，应平整光洁，要避开铸造浇冒口、分型面、锻造飞边等表面缺陷，以保数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇13证工件定位可靠，夹紧方便。（2）精基准的选择基准的选择应能保证零件的加工精度和装夹可靠方便。精基准的选择一般应遵循一下原则基准重合原则采用设计基准作为定位基准称为基准重合。基准统一原则在零件加工的整个工艺过程或者相关的某几道工序，选用同一个（或同一组）定位基准进行定位，称为基准统一原则。采用基准统一原则，可以简化工艺过程，减少夹具种类，避免因基准转换过多带来的不必要误差，同时在一次装夹中加工出表面其相互位置精度高。自为基准原则对于某些精度要求很高的表面，在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准进行加工，这就是自为基准原则。互为基准原则是为了使加工面间有较高的位置精度。便于装夹原则所选择的精基准应保证定位准确、可靠，夹紧机构简单，操作方便。由该零件的加工顺序和基准的选择原则分析可知粗基准以上表面定位，粗铣底平面。精基准以两侧面互为基准，加工侧面28底孔，385沉头孔，倒角及圆弧，以底平面作精基准，加工上表面凸台，820孔，28孔；以上表面和孔作精基准，加工底平面和沟槽，2M6H6螺纹孔，4U形槽；以U形槽和底面作精基准，加工上表面沟槽，2M6H6螺纹孔，M10H7螺纹孔；34加工阶段的划分说明1零件的加工质量要求较高时，应划分成若干个加工阶段（1）加工阶段的划分粗加工阶段切除各加工表面大部分的加工余量，并作出精基准。此时零件加工精度和表面质量度比较低，加工余量较大，因此应采取措施尽可能提高生产效率。半精加工阶段通过切削加工消除主要表面粗加工留下来的较大误差，为精加工坐好准备（如钻、攻丝、铣键槽等）。精加工阶段保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。光整加工阶段进一步提高尺寸精度和表面粗糙度，提高表面层的物理机械性能，一般不能用来提高位置精度。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇14（2）划分加工阶段的加工原因保证加工质量。工件划分加工阶段后，粗加工阶段因切削用量大，产生较大的切削力和切削热以及加工时夹紧力共同作用引起工件的变形，刻在后续加工阶段逐步得到纠正。粗、精加工分开后，一方面各阶段之间的时间间隙相当于自然时效，有利于内应力消除；别一方面不会破坏已加工表面的质量。合理使用机床设备。粗加工时可采用功率大刚性好精度不高的效率机床；精加工时采用小功率的高精度机床。这样能充分发挥机床设备各自的性能特点，并且能延长高精度机床的使用寿命。及时发现毛坯缺陷。毛坯的各种缺陷如气孔、砂眼、裂纹和加工余量不足等，在醋加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免后期加工才发现而造成工时浪费。便于安排热处理工序。粗加工前可安排预备热处理退火或正火，消除毛坯的内应力，改善零件切削加工性能；粗加工后可安排时效或调质，消除粗加工的内应力货提高零件的综合机械性能；半精加工之后安排淬火处理，淬硬后安排精加工工序。热处理引起的变形可通过后续切削加工消除。这样冷、热加工工序交替进行，配合协调，有利于保证加工质量和提高生产效率。该零件的粗加工阶段为粗铣底平面，两侧面，上表面1002109凸台，粗铰820孔，粗铣底面76200沟槽和18H7沟槽，粗铰底面2M6H6螺纹孔，粗铣4U形槽，粗铣上表面1521015沟槽，粗镗60H7孔，粗铰上表面2M6H6螺纹孔，钻M10H7螺纹孔，钻侧面2M16H7螺纹孔，粗铣两侧面沟槽和右侧面45倒角与圆弧，钻侧面28孔，粗镗侧面38沉头孔。半精加工阶段半精铣两侧面、沟槽和侧面45倒角与圆弧，半精镗侧面38沉头孔，半精铣底面76200沟槽和18H7沟槽，半精铰820孔，半精镗60H7孔，铰M10H7螺纹孔，铰侧面2M16H7螺纹孔，半精铣4U形槽。精加工阶段精铣上表面1002109凸台，精铣底面，精铰820孔，精铣18H7沟槽，精铰上下面各2M6H6螺纹孔，精铣4U形槽，精镗60H7孔，精铰上表面2M6H6螺纹孔。35各工序工序简图1工序4简图以左侧面为基准，粗铣半精铣右侧面沟槽及侧面45倒角与圆弧，粗镗侧面38沉头孔半精镗，中心钻钻右侧面M16H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇15图13工序4简图工序5以底平面为精基准，粗铣精铣上表面1002109凸台，中心钻钻28孔的预制孔钻（通孔）扩孔钻；数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇16图14工序5简图工序8以4U形槽和底平面定位，粗铣上表面1521015键槽半精铣；粗铣精铣上表面台阶面，中心钻钻820孔的预制孔钻粗铰精铰，粗镗60H7孔半精镗精镗；中心钻钻上表面2M6H6螺纹孔的预制孔钻粗铰精铰攻螺纹；中心钻钻M10H7螺纹孔的预制孔钻铰攻螺纹；数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇17图15工序8工序简图4工序尺寸及其公差的确定在制定机械加工工艺规程中，常常会遇到两种情况一种是工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及公差的确定，另一种是工艺基准与设计基准不重合时的工序尺寸及公差的确定41基准重合时工序尺寸确定此部分要求有工序尺寸、余量关系图当工序基准定位基准测量基准与设计都重合的情况下，某一表面需要多次加工才能达到设计要求，因而必须确定各工序的工序尺寸及其工差。各工序的加工尺寸取决于各工序的加工余量，其公差则由该工序所采用的加工方法的经济精度决定。工序尺寸的计算顺序是由后往前逐个工序推算，即由零件图的设计尺寸开始一直推算到毛胚图的尺寸。其步骤为1先确定毛胚总余量和各加工工序的工序余量。2确定各工序的尺寸公差各表面粗糙度值，根据各工序加工方法，查表所能达到的经济精度和表面粗糙度要求，并查表转换成尺寸公差。3计算各工序的基本尺寸。根据查表得到的各工序的加工余量，由该表面的设计尺寸开始，即由最后一道工序开始逐一向前推算各工序的基本尺寸，知道毛胚的基本尺寸。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇184标注各工序的尺寸公差和表面粗糙度值。各工序尺寸公差按“入体原则”确定上下偏差；毛胚尺寸公差按“对称原则”确定上下偏差。查实用机械加工工艺手册P238表3104至表3106得各平面工序的加工余量，P231表392至表393得各孔径工序的加工余量，P234表3103（2）细牙普通螺纹得各螺纹的螺距，查互换性与测量技术P27表32得各尺寸的偏差值，由该零件的各表面加工方法得各尺寸的加工经济精度和经济粗糙度。表17下表面工序尺寸工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差精铣07IT8RA1696596500054粗铣18IT11RA1259729720022毛坯/IT13/999916表18上表面工序尺寸的确定工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差精铣07IT8RA169494粗铣18IT11RA1259479470022毛坯/IT13/96596500054数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇19表19左侧面工序尺寸的确定工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差半精铣12IT10RA632125212500185粗铣13IT11RA12521372130028毛坯/IT13/2152152表110右侧面工序尺寸的确定工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差半精铣12IT10RA63210210粗铣13IT11RA125211221120028毛坯/IT13/2125212500185表111上表面台阶面工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差精铣09IT8RA168585粗铣81IT11RA1258598590022毛坯/IT13/9494表112左侧面沟槽工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差半精铣12IT10RA631625162500185粗铣13IT11RA125163716370028毛坯/IT13/1651652表113右侧面沟槽工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差半精铣12IT10RA63160160粗铣13IT11RA125161216120028毛坯/IT13/1625162500185表114820H7孔工序尺寸的确定工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差精铰006IT7RA162020021粗铰014IT10RA6319941994840数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇20毛坯/IT13/19819830（18麻花钻；198扩孔钻）表11560H7工序尺寸确定工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差精镗05IT7RA08606003半精镗15IT9RA32595595740粗镗3IT11RA125585819毛坯/IT13/555514表116侧面38沉头孔工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差半精镗15IT9RA323838粗镗85IT11RA125365365160毛坯/IT13/2828390表1174M6H6螺纹孔工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差攻螺纹052IT6RA16593/精铰008IT8RA3253801835粗铰01IT10RA63530毛坯/IT13/525218（公称直径6，螺距P075，52麻花钻；D5925D538）大小表118M10H7螺纹孔工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差攻螺纹0705IT8RA32993/铰022IT10RA6392205829毛坯/IT13/990（公称直径10，螺距P075，9麻花钻；D9925D922）大小数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇21表1192M16H7工序名称工序加工余量加工经济精度经济粗糙度工序基本尺寸工序尺寸偏差攻螺纹068IT8RA32159/铰022IT10RA63152207215毛坯/IT13/151580（公称直径16，螺距P1，15麻花钻；D159D1522）大小42基准不重合时工序尺寸确定当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准定位基准或工序基准与设计基准不重合时，工序尺寸和公差的计算就比较复杂，需要用工艺尺寸链来分析计算。1工艺尺寸链1工艺尺寸链的概念各特征在零件加工过程中，有一系列相互联系的工序尺寸按一定顺序首尾相连形成的封闭尺寸系统称为工艺尺寸链。2封闭性尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，不封闭就不称为尺寸链。3关联性任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将影响间接保证的尺寸何其精度。4工艺尺寸链的组成我们把组成工艺尺寸链的每一个尺寸成为环。封闭环封闭环是在加工过程中最后自然形成或间接保证的尺寸。组成环组成环是在工艺尺寸链封闭环以外的其他环。组成环的尺寸是直接保证的，这些环中的任意一环的变动将引起封闭环的变动。根据对封闭环的影响不同可分为增环和减环。增环当其余组成环不变时，而该环的变动引起封闭环通向变动的组成环称为增环，即给增环增大时该封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。减环当其余组成环不变时，而该环的变动引起封闭环反向变动的组成环称为减环，即该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。2工艺尺寸链的建立数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇221确定封闭环封闭环是在加工过程中最后自然形成或间接保证的尺寸，一般根据工艺过程或加工方法确定。注意，零件的加工方案改变时，封闭环也可能发生改变。2查找组成环根据工艺尺寸链的俩个特征封闭性和关联性，在确定封闭环之后，先从封闭环的一端开始，依次找出影响封闭环变动的相互连接的各个尺寸，直到最后一个尺寸与封闭环的另一端连接为止。其中每一个关联的尺寸就是一个组成环，它们与封闭环链接形成一个封闭的尺寸链即工艺尺寸链。3工艺尺寸链的计算公式计算方法分为极值法和统计（概率）法两种。极值法是各组成环误差处于极端的情况下，确定封闭环与组成环关系的一种计算方法。这种方法试用于零件的完全互换，其特点是计算简单，加工可靠，因此工艺尺寸链计算一般都用极值法。但在封闭环公差较小且组成环较多时，各组成环的公差将会更小，使加工困难。5设备及其工艺装备确定51设备的选择1设备的选择一般应考虑下列问题机床的精度与工序要求的精度相适应。机床的规格与工件的外形尺寸、本工序的切削用量相适应。机床的生产效率与被加工零件或产品的生产类型相适应。选择的设备应尽可能与工厂现有的条件相适应2工艺装配的选择选择工艺装配就是确定各工序所需的刀具、夹具和量具等。夹具的选择单件小批生产应尽量选用通用夹具，有条件的可采用组合夹具或可调夹具。成批生产时可采用专业夹具，但应力求结构简单。大批大量生产应采用液压或气动夹具、多工位夹具等，保证装卸零件方便、可靠、迅速，以及生产效率。刀具的选择刀具的选择主要取决于各工序所采用的加工方法、加工表面尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求、生产效率和经济性等因素。因此刀具必须具有较高的精度、刚度和耐磨性，应尽量采数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇23用新型高效的刀具，并使刀具标准化和通用化，以减少刀具的种类，便于刀具的管理。量具的选择量具主要根据生产类型和工件的加工精度来选取，单件小批生产中，应尽量选用通用量具；大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检具。机床选择该零件长210MM，宽200MM，高94MM,该零件的平面、直沟槽、U型槽的加工精度不高，工序的工布数不多；螺纹孔、常规孔加工精度高，工步较多，换刀次数较多，综合分析，故选用立式加工中心。（CPV1400B）CPV1400B立式加工中心机型为VM850，三轴线轨，工作台尺寸（长1000MM，宽460MM）行程（X轴800MM,Y轴500MM，Z轴550MM）快速进给（X/Y/ZM/MIN）30/30/24，切削进给510000MM/MIN，刀库24T，工作台最大荷重350KG。52量具的选择该零件属于中批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面精度要求，尺寸和形状特点，参考实用机械加工工艺手册（P1623，P1628，P1623）选择如下1选择加工面的量具游标卡尺（示值误差004，游标读数值002）以及外径千分尺被测工件公差等级一般为IT7IT9，也可用于IT10IT11；（测量范围200225，分度值001，示值误差8M）。2选择加工孔量具因为820MM、60MM孔的加工精度为IT7，表面粗糙度较高，故选用专用量具（设计专用塞规），其余孔表面质量要求不高，故选用读数值001MM测量范围为50125MM的内径千分尺。M107H、4M66H、2M167H螺纹孔表面粗糙度较高，故选用通端、止端螺纹环规。3选择加工槽量具槽经粗铣、半精铣两次加工。故可选用读数值为002MM测量范围为0150MM的游标卡尺进行测量。4选择加工两侧面R17圆弧量具专用量具（R规）53刀具的选择1铣上表面、底平面时，根据实用机械加工工艺手册P514，选用60硬质合金盘铣刀。数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇242铣沟槽、4U型槽、台阶面、两侧面及侧面圆弧、倒角时选用14锥柄键槽铣刀；3钻820孔时选用19麻花钻，197扩孔钻，20铰刀；4镗60H7孔时选用59镗刀（粗），598（半精），60（精）；528底孔和38沉头孔时选用27麻花钻和28扩孔钻；6钻M10H7螺纹孔时选用9麻花钻，92铰刀，M10机用丝锥；7钻4M6H6螺纹孔时选用52麻花钻，54铰刀，M6机用丝锥；8钻2M16H7螺纹孔时选用15麻花钻，153铰刀，M16机用丝锥；9钻各个孔时的预制孔选用5的中心钻；54夹具的选择该零件为中批量生产。加工精度要求不高，加工底平面、U型槽、两侧面时采用专用夹具装夹未加工的一面和底面位基准,挡块定位、压板螺母固定；铣上表面、台阶面及各孔时采用专用夹具（底平面为基准，圆柱销、菱形销定位，两螺母夹紧固定）。6切削用量及工时定额确定61切削用量在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。1切削速度VC切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。单位为M/S或M/MIN，若主运动为旋转运动，切削速度一般为其最大的线速度。可按下式计算VCDN/1000M/S或M/MIN式中D工件或刀具的直径，MM；N工件或刀具的转速，R/S或R/MIN。若主运动为往复直线运动（如刨削、插削等），则常以其平均速度为切削速度，即VC2LNR/1000M/S或M/MIN式中L往复行程长度（MM）NR主运动每秒或每分钟的往复次数，ST/S或STR/MIN2进给量F刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量。用单齿刀具（如车刀、刨刀等）加工数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇25时，进给量常用刀具或工件每转或每行程，刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量或每行程进给量，以F表示，单位为MM/R或MM/ST。用多齿刀具（如铣刀、钻头等）加工时，进给运动的瞬时速度称进给速度，以VF表示，单位为MM/S或MM/MIN。刀具每转或每行程中每齿相对工件在进给运动方向上的位移量称每齿进给量，以FZ表示，单位为MM/Z。每齿进给量、进给量和进给速度之间有如下关系VFFNFZZNMM/S或MM/MIN式中N刀具或工件转速，R/S或R/MINZ刀具的齿数。3背吃刀量AP在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称为背吃刀量（图13）,单位MM。车削时，可用下式计算DP（DWDM）/2MM式中DW工件待加工表面直径（MM）；DM工件已加工表面直径（MM）。62时间定额时间定额是在一定的生产条件下制定出来的完成单件产品（如一个零件）或某项工作（如一个工序）所消耗的时间。它不仅是衡量劳动生产率的指标，也是安排生产作业计划、进行计算成本、确定设备数量和人员编制、规划生产面积的重要依据。基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。该零件的各表面切削用量的确定1加工上表面、底平面时的切削用量材料为HT200，选择硬质合金端铣刀，铣刀直径D60MM，齿数Z8根据机械加工工艺手册P514表7103选择铣刀的基本形状RN1501245。铣削宽度AW25MM，AP1MM。1确定每齿进给量ZF根据机械加工工艺手册所知，CPV1400B加工中心的功率为75KW，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量FZ01503MM/Z，现取FZ02MM/Z。2选择铣刀磨损标准及耐用度数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇26根据机械加工工艺手册P829得，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为2MM，铣刀直径D60MM，耐用度T180MIN。3确定切削速度根据机械加工工艺手册得，依据铣刀直径D60MM，齿数Z8，铣削宽度AE25MM，AP1MM，耐用度T180MIN，AF01MM/Z时VC88M/MIN，N466R/MIN，VFNFZZ746MM/MINMM/SCPV1400B加工中心主轴转速NC300R/MIN，VFC475MM/S则实际切削VCDN/1000566M/MIN,，实际进给量FZCVFC/NCZ02MM/Z4校验机床功率当D60MM，Z8，AE25MM,AP1MM，T180MIN，AF01MM/Z时，PM26KW机床有效功率PEPEM75075563KW,因为PMPE,所以机床功率能满足。5基本时间的确定由机械加工工艺手册所知，TMLL1L2/VF03MIN。2加工台阶面、两侧面、沟槽、4U型槽时的切削用量材料为HT200，选择14键槽铣刀，铣刀直径D14MM，齿数Z3根据机械加工工艺手册选择铣刀的基本形状RN801420，铣削宽度AW16MM,AF005MM/R。由零件图可知，底面沟槽槽深AP5MM，上表面沟槽AP15MM1确定每齿进给量FZ根据机械加工工艺手册所知，CPV1400B加工中心的功率为75KW，工艺系统刚性为中等,查得每齿进给量FZ01015MM/Z，现取FZ01MM/Z。2选择铣刀磨损标准及耐用度根据机械加工工艺手册P829得，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为2MM，铣刀直径D14MM，耐用度T60MIN。3确定切削速度根据机械加工工艺手册得，依据铣刀直径D14MM，齿数Z3，铣削底面沟槽和上表面沟槽。AF005MM/Z,AW16MMT60MINVC20M/MIN,N454R/MIN,VFNFZZ1362MM/MIN铣削4U型槽AF003MM/Z,AW20MMT60MIN时，数控技术专业毕业设计班级数控3121班学号13姓名周星宇27VC15M/MIN,N340R/MIN,VFNFZZ102MM/MINCPV1400B加工中心主轴转速，则实际切削VCDN/100013M/MIN，实际进给量FZCVFC/NCZ05MM/Z。4校验机床功率当D14MM，Z3，AW16MM，T60MIN，AF005MM/Z时，PM021KW机床有效功率PEPEM75075563KW,因为PMPE,所以机床功率能满足。当D14MM，Z3，AW20MM,T60MIN，AF003MM/Z时，PM042KW机床有效功率PEPEM75075563KW,因为PMPE所以机床功率能满足。基本时间的确定由机械加工工艺手册所知，铣削沟槽时TMLL1L2/VF16MIN，铣削4U形槽时TMLL1L2/VF03MIN，铣削两侧面和台阶面时TMLL1L2/VF029MIN3钻各孔的预制孔时的切削用量1确定进给量根据机械加工工艺手册所知，F018MM/R2确定切削速度V，轴向力F，转矩T以及切削功率PM，根据机械加工工艺手册表3415得V19M/MIN，F720N，T133NM，PM017KW，切削速度的修整系数KMV075,KLV075，故V19M/MIN0750751425M/MINN1000V/629R/MIND机床主轴转速N195R/MIN，VCDN/1000306M/MIN，由机械加工工艺手册表3411得切削力及转矩的修正系数KMFKMM094，故F720N0946768N，T133NM09